Науковці, об’єднані в багатонаціональну колаборацію на чолі з Національною астрономічною обсерваторією Японії, до якої входять вчені Принстонського університету, оприлюднили «космічний перепис» великих «просік» нічного неба, що містить близько 100 мільйонів зір і галактик, зокрема й деяких з найвіддаленіших об’єктів у Всесвіті. Ці високоякісні зображення відкривають безпрецедентний погляд на природу та еволюцію галактик і темної матерії.
Зображення та відповідні відомості отримано з допомогою цифрової камери, встановленої на телескопі «Субару» (Subaru), який міститься в обсерваторії Мауна-Кеа на Гаваях. Камера, відома як Hyper Suprime-Cam, розташована прямо на шляху променів світла в головному фокусі телескопа. Одне зображення з цієї камери покриває ділянку неба, рівну площі близько дев’яти дисків повного Місяця.
Проект, відомий як Стратегічна програма Hyper Suprime-Cam «Субару», виконує Національна астрономічна обсерваторія Японії (National Astronomical Observatory of Japan, NAOJ) у співпраці з Інститутом Кавалі з фізики і математики Всесвіту (Японія), Інститутом астрономії і астрофізики академії Сініка (Тайвань) і Прінстонським університетом.
Оприлюднені дані — це результат виконання проекту протягом першого півторарічного терміну, коли, починаючи з 2014 р., було 61,5 ночей спостережень. У рамках проекту протягом п’яти-шести років заплановано 300 ночей спостережень.
Це кольорове складене зображення ділянок неба, відоме як поле COSMOS, отримане в зеленому, червоному й інфрачервоному діапазонах електромагнітного спектра. Зображення здобуте телескопом «Субару» на Гаваях. Галактики, які видно на зображенні, лежать на таких великих відстанях, що світло від них ішло до Землі мільярди років. Випромінювання найслабших на цьому зображенні галактик виникло тоді, коли вік Всесвіту становив менше 10 відсотків від його нинішнього віку. Фото з сайту https://blogs.princeton.edu.
Дані дозволять дослідникам виконувати пошук раніше невідомих галактик і темної матерії, яка не випромінює і не поглинає світло, але може бути виявлена за її гравітаційним впливом. Виконане 2015 р. дослідження з використанням Hyper Suprime-Cam дозволило оглянути 2,3 квадратних градусів неба й виявити ознаки гравітаційної дії дев’яти згустків темної матерії, кожен з яких важить стільки ж, скільки скупчення галактик. Нова версія даних охоплює приблизно в 50 разів більшу площу неба, ніж у попередньому дослідженні, демонструючи потенціал цих даних для виявлення статистичних властивостей темної матерії.
Огляд складають три пласти: широкий огляд — на ділянці небсної сфери, що дорівнює площі 7000 повних Місяців, або 1400 квадратних градусів; поглиблений огляд — погляд у більш ранній Всесвіт на площі 26 квадратних градусів; надглибоке обстеження — охоплює 3,5 квадратних градусів з проникненням глибоко в простір, що дозволяє спостерігати деякі з найвіддаленіших галактик у Всесвіті. Ці огляди виконують в оптичній та ближній інфрачервоній ділянці електромагнітного спектра. Задіяно п’ять широких діапазонів довжин хвиль (зелений, червоний, інфрачервоний, z і у) і чотири вузькосмугові фільтри.
Отримати зображення з великих «глибин» простору вдалося завдяки спроможності збирати світло дзеркалом телескопа «Субару», який має апертуру 8,2 м, а також тривалою в часі експозицією. Глибина простору, якої можна досягти з допомогою телескопа, визначається в термінах зоряна величина, або яскравість об’єкта, що їх можна зафіксувати із Землі в якомусь конкретному діапазоні довжин хвиль. Глибини трьох обстежень характеризують зоряні величини в червоній смузі 26.4, 26.6 і 27.3 відповідно в широкому, глибокому й надглибокому оглядах. У подальшому глибокий і надглибокий огляди зможуть отримати зображення ще тьмяніших об’єктів.
Hyper Suprime-Cam містить 104 прилади із зарядним зв’язком (ПЗЗ) на 870 мільйонів пікселів. Загальний обсяг даних, отриманих досі, становить 80 терабайт (це близько 10 мільйонів зображень, отриманих з допомогою звичайного цифрового фотоапарата) і охоплює 108 квадратних градусів площі небесної сфери. Оскільки важко знайти стандартні інструменти для роботи з таким величезним масивом даних, NAOJ розробила спеціальну базу даних й інтерфейс для полегшення доступу до них та їх використання.
«З 2014 року ми спостерігаємо небо з HSC, яка може отримувати зображення широкого поля з високою роздільною здатністю», — зауважує Сатоші Міязакі (Satoshi Miyazaki), лідер проекту і науковець з NAOJ. «Ми вважаємо, що оприлюднення даних дозволить отримати багато цікавих астрономічних результатів, від вивчення природи темної матерії і темної енергії, а також астероїдів в Сонячній системі, до галактик в ранньому Всесвіті. Члени команди зараз готують низку наукових праць, заснованих на цих даних. Ми плануємо опублікувати їх в спеціальному випуску Публікацій астрономічного товариства Японії. Крім того, ми сподіваємося, що зацікавлені особи також матимуть охоту звертатися до цих даних й отримають насолоду від зображень Всесвіту, здобутих з допомогою телескопа «Субару», одного з найбільших у світі».
«Дані HSC справді дивовижні» — сказав Майкл Штраус (Michael Strauss) з кафедри астрофізики Принстонського університету. «Науковці Принстона використовують ці дані, щоб досліджувати природу галактик, що зливаються, а також для пошуку найвіддаленіших квазарів у Всесвіті, картографування зовнішніх меж Молочного Шляху та для багатьох інших проектів. Ми дуже раді, що ці зображення доступні астрономам всього світу».
Проект HSC частково фінансують за рахунок різних японських наукових грантів, а також коштів Принстонського університету.
За інф. з сайту www.sciencedaily.com підготував Іван Крячко
